学霸的模拟器系统 第316节

　　好消息是：经过两个月的调试，中科院物理所的极端条件实验室，已经成功合成了纯度极高的魔角石墨烯样品。那个1.1度的魔角，我们卡准了。

　　低温稀释制冷机已经降到了10mK，超导磁体也就位了。枪已上膛。

　　但坏消息是：相图太复杂了。

　　在电压、磁场、温度构成的多维参数空间里，那个超导态就像是大海里的一根针。我们试着扫了几个点，全是绝缘态。

　　如果不确定具体的参数范围，盲目搜索无异于大海捞针。

　　我们也在调集人手开展理论计算，但你也知道，‘自旋涨落’并不是主攻方向，所以人手不足。

　　而冯教授那边在用传统的电声耦合模型做计算，如你所料，收敛很慢。

　　我们需要你的加入，想办法告诉我们，那个‘自旋涨落’的超导态，到底藏在相图的哪个坐标点？】

　　邮件的最后，是一张空白的相图坐标纸，等待着被填满。

　　林允宁看完邮件，关掉了那个关于ResNet的文档。

　　AI的热闹已经留在了会场里。

　　现在，面对着这封来自大洋彼岸的邮件，他仿佛闻到了低温实验的冷冽气息。

　　“迷雾吗？”

　　林允宁看着那张空白的图纸，手指轻轻敲击着键盘，眼中闪烁着比屏幕更亮的光芒。

　　“那就让我来画这张地图。”

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第237章 地图绘制者与不速之客（求订阅求月票）

　　芝加哥的冬天，黑得特别早。

　　凌晨三点，芝加哥大学科研计算中心（RCC）。

　　中央空调的出风口发出低沉的轰鸣，像是一头不知疲倦的巨兽。

　　机房里除了服务器指示灯规律的闪烁，就只有角落里一台终端机前，传出噼里啪啦的键盘敲击声。

　　林允宁脚边放着还没来得及拆封的行李箱，身上那件卫衣是在温哥华时穿的，领口还沾着一点咖啡渍。

　　他刚落地芝加哥，连公寓都没回，就直接钻进了这里。

　　屏幕上，赵振华发来的那份实验报告被缩小在左下角。

　　冯德光教授团队的初步计算结果全是刺眼的红色——那是传统的电声耦合模型在强关联区域发散报错的标志。

　　“果然不出所料。”

　　林允宁灌了一口早已凉透的黑咖啡，眼神在幽暗的屏幕光下显得有些发狠。

　　在魔角石墨烯的平带里，电子跑不动，动能被淬灭，它们之间的库伦排斥力就会成为主导。

　　这时候再用声子去解释超导，就像是用网球拍去捞水里的沙子，根本捞不起来。

　　必须上重武器。

　　林允宁十指翻飞，调出了Aether的核心代码库，创建了一个新的脚本文件：

　　run_spin_fluctuation_QMC.py。

　　他要用量子蒙特卡洛算法（QMC）去模拟那些拥挤在一起的电子。

　　但很快，屏幕上跳出了一个意料之中的警告：

　　【Warning: Severe Sign Problem Detected. Average Sign < 0.001.】

　　负符号问题。

　　这是计算物理学家的噩梦。

　　在费米子系统中，电子波函数的反对称性会导致统计权重出现正负抵消。

　　这就好比你想统计一个广场上的人数，但你的计数器一会儿加一，一会儿减一，最后得到的结果是一堆毫无意义的噪声，真实的信号被淹没在巨大的统计误差里。

　　林允宁揉了揉发胀的太阳穴。

　　如果不解决这个问题，就算把全世界的超算都搬来，也算不出结果。

　　“既然实空间的路走不通……”

　　他低声自语，闭上了眼睛。

　　“那就去复平面上找路。”

　　【学霸模拟器启动。】

　　【目标：应用复规范流（Complex Gauge Flow）解决QMC负符号问题。】

　　【注入模拟时长：200小时。】

　　意识瞬间下沉，现实世界的轰鸣声远去，取而代之的是纯白的数学空间。

　　【第10小时：你首先尝试了标准的哈伯德-斯特拉托诺维奇（Hubbard-Stratonovich）变换，将相互作用解耦。但在平带极限下，辅助场的积分路径依然面临严重的相位震荡。平均符号几乎为零，信号被噪声完全淹没。】

　　【第45小时：你试图引入固定节点近似（Fixed-Node Approximation）。失败。对于这种未知的拓扑平带系统，你无法预知波函数的节点面位置，强行引入偏差会导致物理结果严重失真。】

　　【第80小时：陷入僵局。你意识到问题的本质在于积分路径。在实数轴上，被积函数 exp(-S)的相位剧烈变化。你需要找到一个相位恒定的区域。你联想到了几天前与陶哲轩合作的数学论文——既然杨-米尔斯流可以平滑奇点，那么类似的流方程也可以平滑相位。】

　　【第120小时：灵感爆发！你决定将积分变量由实数 z推广到复数 z~。你构建了一个全纯梯度流方程：dz/dt = complex_conjugate(dS/dz)。在这个流的作用下，原来的积分围道开始在复平面上变形，向“最速下降路径”（Lefschetz Thimbles）逼近。】

　　【第160小时：你发现单纯的梯度流计算成本过高，于是你引入了机器学习中的雅可比行列式近似。你应用刚刚构建的“复规范流”模型，让蒙特卡洛采样的游走路径自动避开那些相位剧烈震荡的区域。】

　　【第195小时：推演完成。正负抵消消失了，原本微弱得几乎听不见的物理信号，像潮水退去后的礁石一样显露出来。】

　　【模拟结束。算法收敛。】

　　现实中，林允宁猛地睁开眼。

　　那种在思维迷宫中狂奔了两百小时的疲惫感让他有些眩晕，但他的眼神却亮得吓人。

　　他抓起键盘，将脑海中那个刚刚成型的流方程写入代码。

　　def complex_flow(z， t):

　　return -conjugate(grad_S(z))

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　　这是新数学工具对经典算法的降维打击。

　　“Run.”

　　林允宁重重敲下回车。

　　屏幕上的噪点开始消退。

　　进度条平稳推进，不再有红色的报错弹出。

　　十分钟后，一张清晰的相图缓缓生成。

　　在填充因子 nu =-2的附近，原本应该是一片死寂的莫特绝缘态旁边，出现了一抹亮眼的红色区域。

　　那里的自旋磁化率虚部急剧增强。

　　那不是声子在震动。

　　那是电子的自旋在“跳舞”。

　　它们通过反铁磁涨落，两两配对，形成了一种极为脆弱但确实存在的超导态。

　　林允宁移动鼠标，在那个红色区域画了一个框，读取了坐标轴上的参数。

　　电压偏置 Vg：-1.8V到-2.2V。

　　垂直磁场 B：小于 0.4T。

　　范围锁定了。

　　这不再是在整个太平洋里捞针，这是直接把坐标精确到了某个海湾的某块礁石底下。

　　林允宁长出了一口气，感觉脊背早就被冷汗湿透了。

　　他打开加密邮箱，新建邮件，收件人：赵振华。

　　内容没有一句废话：

　　【赵老：

　　冯教授的电声模型在平带必然失效，那是死胡同，别让大家浪费机时了。

　　请让实验组暂停全谱扫描，集中火力轰炸以下坐标区间：

　　Vg属于[-2.2，-1.8] V， B < 0.4 T。

　　在这个区域，自旋涨落机制主导，超导临界温度 Tc预计在 1.7K左右。

　　附：复规范流计算推导过程及相图原始数据。】

　　点击发送。

　　林允宁合上电脑，拔掉硬盘。

　　他站起身，伸了个大大的懒腰，浑身骨节发出一阵噼里啪啦的爆响。